Влияние катиона и аниона соли-растворителя на химическое и электрохимическое поведение урана (VI) в оксидных солевых расплавах

• Автор: Хрустова, Людмила Главдеевна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 169 с. : ил

Содержание
Введение

1. Аналитический обзор литературы

2. Методическая часть

2.1. Выбор методик исследования

2.2. Приготовление исходных солей, соединений и электролитов.

2.3. Выбор материала электрода.

2.4. Конструкция электрода сравнения.

2.5. Экспериментальная ячейка

2.6. Отмывка катодного продукта

2.7. Анализ катодного продукта.

2.8. Приборы и оборудование
3. Влияние состава электролитов системы М2Ю4 М2У7 иЮ4 М Л, Ыа, К, Сб и условий электролиза на кислородный коэффициент катодного продукта.
3.1. Выбор условий электролиза и состава электролитов
3.2. Влияние температуры электролиза на состав катодных осадков
3.3. Влияние потенциала осаждения на состав катодного продукта.
3.4. Влияние состава электролита на кислородный коэффициент оксидов
4. Влияние состава электролитов системы М2Мо М2Мо7 ЬтМо М Ь, Кта, К, Сб и условий электролиза на кислородный коэффициент катодного продукта
4.1. Выбор условий электролиза и состава электролитов
4.2. Влияние катиона солирастворителя на состав катодных осадков
4.3. Влияние температуры электролиза на состав катодных осадков
4.4. Влияние потенциала осаждения на состав катодного продукта.
4.5. Влияние состава электролита на кислородный коэффициент оксидов
з
5. Влияние состава электролитов системы М 1Ю М 1л, Ма, К, Сб и условий электролиза на кислородный коэффициент катодного продукта.
5.1. Выбор состава электролитов и условий электролиза
5.2. Влияние температуры электролиза на состав катодных осадков
5.3. Влияние потенциала осаждения на состав катодного продукта
5.4. Влияние состава электролита на кислородный коэффициент катодного продукта
5.5. Влияние состава газовой атмосферы над расплавом на кислородный коэффициент катодного продукта
5.6. Влияние катионного состава расплавов системы М 1Ю М Ь, Ыа, К, Сб на кислородный коэффициент катодного продукта
5.7. Влияние кислородноакцепторных добавок на кислородный коэффициент катодного продукта
6. Последовательное извлечение урана из электролитов системы М2Э М2Э7 иЭ М Ь, , К, Сб Э 8, Мо, XV
6.1. 1 оследовательное извлечение урана из электролитов системы М2У
М2У7 Ш2У М 1л, Ыа, К, Сб.
6.1.1. Выбор условий электролиза и состава электролита
6.1.2. Изменение кислородного коэффициента катодного продукта и основных характеристик электрохимического процесса при последовательном извлечении урана из электролитов системы М2У М2У7 1Ю2У М Ы, 1Ча, К, Сб.
6.2. оследовательное извлечение урана из электролитов системы М2МоО.
М2Мо7 иМо М 1д, Ыа, К, Сб.
6.2.1. Выбор условий электролиза и состава электролита.
6.2.2. Изменение кислородного коэффициента катодного продукта и основных характеристик электрохимического процесса при последовательном извлечении урана из электролитов системы М2Мо М2Мо7 1Ю2Мо М Ы, Ыа, К, Сб
6.3. Последовательное извлечение урана из уранилсодержащих электролитов на основе сульфатов щелочных металлов и их смесей.
6.3.1. Выбор условий электролиза и состава электролита.
6.3.2. Изменение кислородного коэффициента катодного продукта и основных характеристик электрохимического процесса при последовательном извлечении урана из сульфатных электролитов
7. Влияние анионного состава расплавленных смесей М2Э4 М2Э7 иЭ М 1л, Ыа, К, Сб Э Б, Мо, на свойства электролитов для получения оксидов урана
Выводы.
Литература


С. Введение триоксида молибдена в молибдат натрия приводит к резкому увеличению растворимости диоксида урана, которая, в зависимости от состава молибдатной смеси, при С достигает десятков массовых процентов. При постепенном понижении температуры насыщенной диоксидом солевой смеси из нее выделяются кристаллы диоксида урана. Если в маточный расплав вводить смесь оксидов урана и плу тония, то кристаллизацией при заданной скорости охлаждения можно получить порошок твердого раствора 2 2. Изучению продуктов высокотемпературного взаимодействия в системе М0О3 3 посвящен цикл работ французских исследователей , которые провели высокотемпературный рентгеновский, а также термографический анализ смесей и соединений, образующихся в этой системе, построили диаграммы состояния смесей различных компонентов. Практическое значение проведенных исследований и состав жидкой фазы, содержащей растворенный уран, в этих работах не обсуждается, хотя описаны продукты восстановления различных тройных соединений водородом и показано, что одним из них является диоксид урана . Возможность выделения диоксида урана послужила, повидимому, причиной того, что в системе К М0О3 3 авторами изучены лишь те составы, из которых можно ожидать выделение диоксида урана. Из приведенного обзора можно сделать вывод о том, что при определенных условиях основные компоненты оксидного ядерного топлива диоксиды урана и плутония можно растворить в оксидных расплавах. Электрохимические методы получения и регенерации ядерного топлива в оксидных расплавах, за редкими исключениями, не разрабатывались. С середины семидесятых годов сотрудниками лаборатории радиохимии ИВТЭ УрО РАН проводятся систематические исследования химического и электрохимического поведения соединений урана в вольфраматных расплавах. Первые работы были выполнены В. Е.Комаровым и В. К.Афоничкиным в расплавленном вольфрамате натрия и в его смесях с триоксидом вольфрама. Интерес к этим растворителям обусловлен их физикохимическими свойствами, в частности, высокой термической устойчивостью, малой летучестью, сравнительно низкими температурами плавления и значительными по величине напряжениями разложения. Привлекательны они и с точки зрения экологической безопасности, так как при электролизе вольфраматных расплавов на аноде выделяется только кислород. Авторами впервые исследованы механизмы взаимодействия оксидов урана с твердым и жидким вольфраматом натрия в инертной и окислительной атмосферах, разработаны методы приготовления уранилсодержащих электролитов. Ыа2У р. I др. Поэтому приготовить таким способом гомогенные электролиты невозможно , , . Для быстрого и полного растворения оксидов урана, независимо от их состава, необходимо использовать расплавленные смеси системы Ыа2У Ыа2У2От и барботирование воздуха через первоначально образующиеся суспензии. Ю2У и Ыа2и2. Авторами показано, что приготовленные тем и другим способами расплавы с одинаковым бруттосоставом электрохимически эквивалентны . Изучено влияние состава электролита и параметров электролиза на химический и фазовый состав образующихся катодных осадков, внешний вид и структуру катодных образований. Сделан вывод, что структура осадков, полученных из вольфраматных электролитов, определяется, главным образом, их удельной электропроводностью, которая, в свою очередь, является функцией состава оксида урана. Поэтому стехиометрические осадки диоксида урана кристаллизуются в виде правильных, хорошо ограненных октаэдров, а нестехиометрические катодные осадки, как правило, состоят из дендритов самой разнообразной формы. Предложены и защищены авторскими свидетельствами способы получения гранулированных оксидов урана разного химического и фазового состава , . Авторами впервые показано, что ионы уранила являются акцепторами ионов кислорода и высказано предположение, что в вольфраматных расплавах они подвержены сольватации комплексообразованию и ступенчатому сольволизу, конечным продуктом которого является труднорастворимый диуранат натрия. По результатам потенциометрических и вольтамиеромстрических исследований, проведенных в расплавах системы Ка2Ю4 СЬО.